[發(fā)明專利]薄膜加熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780041656.X
• 申請(qǐng)日: 2017-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN109417834B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·D·羅伯茨;J·A·韋爾登
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司
• 主分類號(hào): H05B3/14
• 分類號(hào): H05B3/14;H05B3/34
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 江磊;朱黎明

薄膜加熱裝置包括基層、匯流條層和電極層。所述基層包括與聚合物介電層接觸的聚合物電阻層，所述聚合物電阻層包含導(dǎo)電填料。所述聚合物電阻層具有在從約0.5歐姆/平方至約2兆歐姆/平方范圍內(nèi)的薄層電阻。所述匯流條層粘附到所述基層的所述聚合物介電層。所述匯流條層包含第一圖案化導(dǎo)電材料。所述電極層包含第二圖案化導(dǎo)電材料并且電連接到所述匯流條層。

背景技術(shù)

技術(shù)領(lǐng)域

本披露涉及薄膜加熱裝置。

相關(guān)技術(shù)的說明

金屬糊劑已經(jīng)用于產(chǎn)生由耐熱膜支撐的電阻加熱元件。歐洲專利號(hào)2 181 015披露了在如汽車中的座椅和方向盤的應(yīng)用中有用的相對(duì)薄的加熱器裝置。所述加熱器裝置包括聚酰亞胺介電基材層和導(dǎo)體，所述基材層具有覆蓋所述基材層的碳填充聚酰亞胺的電阻層，所述導(dǎo)體充當(dāng)覆蓋電阻層并且與所述電阻層接觸的電極和匯流結(jié)構(gòu)二者。所述電極和匯流結(jié)構(gòu)能以金屬糊劑如可印刷的導(dǎo)電油墨的形式提供。美國(guó)專利號(hào)8,263,202披露了基于膜的加熱裝置，其具有使用導(dǎo)電粘合劑粘附到金屬箔匯流條的含有導(dǎo)電填料(如炭黑)的電阻性聚酰亞胺基膜。通過使用金屬箔代替金屬糊劑作為匯流條，大大改善沿著匯流條長(zhǎng)度的電壓穩(wěn)定性，但是粘合劑體系可能限制性能。此基于膜的加熱裝置可以包括介電材料如聚酰亞胺的第二基膜。

在薄膜加熱裝置中使用印刷金屬糊劑作為導(dǎo)體存在若干個(gè)挑戰(zhàn)。金屬糊劑的印刷中的非均勻性導(dǎo)致以下導(dǎo)體，所述導(dǎo)體沿著導(dǎo)體的長(zhǎng)度且橫跨其寬度具有電阻變化。這些電阻變化引起導(dǎo)體中的電流的相應(yīng)變化和非均勻功率密度，從而導(dǎo)致高功率應(yīng)用中的局部加熱(例如，熱點(diǎn))。此外，由于加熱裝置的尺寸增加，較長(zhǎng)的導(dǎo)體有效地放大了沿著金屬糊劑長(zhǎng)度的非均勻性。此外，由于印刷金屬糊劑的電阻比傳統(tǒng)金屬(例如，銅)大，因此沿著長(zhǎng)導(dǎo)體長(zhǎng)度的大功率下降可導(dǎo)致沿著加熱裝置長(zhǎng)度的非均勻加熱。

雖然使用金屬糊劑的加熱裝置在處于適度溫度下并且在較低電壓下的相對(duì)適宜的環(huán)境中的小規(guī)模應(yīng)用中可能是有用的，但是，生產(chǎn)用于暴露于更惡劣環(huán)境的較大應(yīng)用的薄膜加熱裝置是更具挑戰(zhàn)性的。例如，風(fēng)力渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)子葉片的除冰對(duì)薄膜加熱裝置在更高電壓下以更大功率輸出運(yùn)行的同時(shí)，以薄的柔性輕量構(gòu)造在非常大的區(qū)域上遞送均勻熱量的能力提出更大的需求。

發(fā)明內(nèi)容

薄膜加熱裝置包括基層、匯流條層和電極層。所述基層包括與聚合物介電層接觸的聚合物電阻層，所述聚合物電阻層包含導(dǎo)電填料。所述聚合物電阻層具有在從約0.5歐姆/平方至約2兆歐姆/平方范圍內(nèi)的薄層電阻。所述匯流條層粘附到所述基層的所述聚合物介電層。所述匯流條層包含第一圖案化導(dǎo)電材料。所述電極層包含第二圖案化導(dǎo)電材料并且電連接到所述匯流條層。前述總體描述和下文詳細(xì)描述僅為示例性和說明性的，并不限制如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明。

附圖說明

圖1是薄膜加熱裝置的一個(gè)實(shí)施例的一部分的局部視圖，其中提供了能夠在匯流條層與電極層之間實(shí)現(xiàn)電連接的通孔(剖開示出的)。

圖2是薄膜加熱裝置的一個(gè)實(shí)施例的平面圖，示出了基層的一側(cè)，所述側(cè)具有聚合物電阻層和形成電極層的電極。

圖3是薄膜加熱裝置的一個(gè)實(shí)施例的平面圖，示出了基層的一側(cè)，所述側(cè)具有聚合物介電層和形成匯流條層的匯流條。

具體實(shí)施方式

薄膜加熱裝置包括基層、匯流條層和電極層。所述基層包括與聚合物介電層接觸的聚合物電阻層，所述聚合物電阻層包含導(dǎo)電填料。所述聚合物電阻層具有在從約0.5歐姆/平方至約2兆歐姆/平方范圍內(nèi)的薄層電阻。所述匯流條層粘附到所述基層的所述聚合物介電層。所述匯流條層包含第一圖案化導(dǎo)電材料。所述電極層包含第二圖案化導(dǎo)電材料并且電連接到所述匯流條層。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述基層進(jìn)一步包括為所述電極層與所述匯流條層之間的電連接提供路徑的通孔陣列。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述基層的所述聚合物電阻層包含第一聚合物介電材料。